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13.04.2017

Roboter hilft bei Spargelernte

Wer schon einmal Spargel geerntet hat, weiß um die Mühen. Jede Stange wird einzeln gestochen. Diese Arbeit könnte künftig ein Roboter übernehmen. 

Roboter für die Spargelernte
Der Ernteroboter für grünen Spargel Garotics kann 24 Stunden auf dem Feld arbeiten.
Quelle: 
Hepcomotion

Es ist wieder soweit: Die heimische Spargelsaison hat begonnen. Bundesweit haben Erntehelfer alle Hände voll zu tun, um für Nachschub an den Verkaufsständen zu sorgen. Denn deutscher Spargel, ob weiß oder grün, ist begehrt. Mit etwa 10 Euro für ein Kilo ist das heimische Gemüse allerdings teurer als die importierte Ware. Der Grund: Noch muss der Spargel mühsam einzeln gestochen werden und die Lohnkosten hierzulande sind höher als im Ausland. Doch eine Lösung für die Ernte von grünem Spargel, der im Vergleich zum weißen Gemüse über der Erde wächst, ist in Sicht.

Im Rahmen des EU-Projektes Green asparagus harvesting robotic system (Garotics) arbeiten deutsche und britische Partner an einen Feldroboter, der die Spargelernte erleichtern soll. An der Entwicklung beteiligt sind unter anderem Forscher vom Centrum für Mechatronik (BCM) der Universität Bremen, der Verpackungsmaschinenhersteller Strauss aus Buxtehude, der britische Landwirtschaftsunternehmen C. Wright & Son sowie die britische Firma Hepcomotion, die im bayerischen Feucht seit 1969 eine Niederlassung zur Entwicklung von Linearführungsystemen und Automatisierungskomponenten betreibt. 

Kamera erkennt reifen Spargel

Gemeinsam haben die Partner nun einen Prototypen für die Spargelernte entwickelt, der sich aktuell im Feldtest befindet. Der Ernteroboter besteht aus einem vierrädrigen Fahrgestell, zwischen dessen Vorderräder ein Kamerasystem integriert ist. Während sich das Gefährt selbstständig vorwärts bewegt, filmt die Kamera die grünen Spargelstangen im Vorbeifahren und erkennt, ob der Spargel für die Ernte reif ist. „Eine der Herausforderungen war es daher, eine Bildverarbeitung zu implementieren, die verschiedene Wachstumsstadien differenzieren kann“, berichtet Sebastian Allers, Konstrukteur bei Strauss. Denn einen Rasenmäher, der alles abmäht, lässt sich bei der Ernte der unterschiedlich schnell wachsenden Spargelstangen nicht einsetzen. Eine Software überträgt die Daten des grünen Gemüses an den Werkzeugkopf weiter, der unter einer Linearführungsschiene montiert ist.

Spargelposition präzise ausloten

Das Linienführungssystem wurde von HepcoMotion entwickel. Ein Wechselstrom-Getriebemotor sorgt dafür, dass zwei von einander unabhängige Werkzeugköpfe jeweils über die Schienen wie die Patrone im Drucker von einer Seite des Fahrzeugs zur anderen Seite sich bewegt und die Position des Spargels auslotet. „Das lässt Antriebskräfte bis 1.225 Newton und Geschwindigkeiten von bis zu zwei Metern pro Sekunde zu, mit speziellen Motoren kann man sogar über fünf Meter pro Sekunde erreichen“, erklärt Mark Völkers, Gebietsleiter Außendienst Norddeutschland bei HepcoMotion.

Greifarm fasst und schneidet Spargel

Die Bewegung kommt zustande, indem ein Zahnriemen den Laufwagen samt Greifarm, der an der Innenseite der Werkzeugköpfe befestigt ist, über die Schiene zieht und damit eine Schwenkbewegung erzeugt. „Die Rollenführung macht es zudem möglich, dass sich der Greifarm relativ schnell senken lässt und durch die Kombination aus linearer Bewegung und Rotation beim Absenken ein geringer Abstand zwischen zwei Stangen Spargel ausreicht“, erklärt Lasse Langstädtler  vom Bremer Institut für Strukturmechanik und Produktionsanlagen (bime) der Universität Bremen. Auf diese Weise garantiert die langsame Bewegung, dass der Greifarm den Spargel langsam abschneidet und unbeschadet einsammelt. Danach fährt der Werkzeugkopf wieder an die Seite und legt den Spargel auf einem Förderband ab.

Prototyp im Feldversuch getestet

Der Prototyp des Spargelernte-Roboters wird derzeit beim britischen Projektpartner C. Wright & Son getestet. „Wir wollen bei diesen Feldtests unter anderem herausfinden, wie lange die Akkus die Maschine mit Energie versorgen können“, erläutert Strauss. Zwar ist der Roboter derzeit kaum schneller als der menschliche Erntehelfer. Bei ausreichender Energie kann er jedoch 24 Stunden ohne Pause auf dem Feld arbeiten.  Solch eine automatisierte Höchstleistung würde nicht nur die Feldarbeit effektivieren, sondern die Preise für heimischen Spargel senken.

bb

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